package org.basis.algorithm.sort;

import org.basis.algorithm.sort.common.SortUtil;

/**
 * 堆排序
 *
 * @author Mr_wenpan@163.com 2022/02/11 11:07
 */
public class HeapSort {

    public static void main(String[] args) {
        final int maxSize = 100;
        final int maxValue = 100;
        final int count = 10000;
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            int[] array = SortUtil.generateRandomArray(maxSize, maxValue);
            int[] arr = SortUtil.copyArray(array);
            SortUtil.comparator(arr);
            heapSort(array);
            if (!SortUtil.isEqual(arr, array)) {
                SortUtil.printArr(array);
                SortUtil.printArr(arr);
                System.out.println("排序算法有误！");
                break;
            }
        }
    }

    public static void heapSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        // 先使用heapInsert将原来无序数组构建为大根堆
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            heapInsert(arr, i);
        }

        // 再逐一去掉堆顶元素，直到堆大小为0，则排好了升序
        int size = arr.length;
        // 先交换堆顶和最后一个元素
        SortUtil.swap(0, --size, arr);
        while (size > 0) {
            // 交换堆顶元素后，剩余的元素继续组成大根堆
            heapify(arr, 0, size);
            // 继续将堆顶元素和堆最后一个元素交换
            SortUtil.swap(0, --size, arr);
        }
    }

    /**
     * heapInsert操作
     */
    public static void heapInsert(int[] arr, int index) {
        // 一路向上和他的父节点比较大小，如果比父节点大就和父节点交换
        while (arr[index] > arr[(index - 1) / 2]) {
            SortUtil.swap(index, (index - 1) / 2, arr);
            index = (index - 1) / 2;
        }
    }

    /**
     * heapify操作
     */
    public static void heapify(int[] arr, int index, int heapSize) {
        // 一路和左右孩子比较，取最大的那个交换到父节点
        // 有孩子
        int leftChildIndex = 2 * index + 1;
        int rightChildIndex = leftChildIndex + 1;
        while (leftChildIndex < heapSize) {
            // 取左右孩子值最大的那个下标
            int maxChildIndex = rightChildIndex >= heapSize ? leftChildIndex : arr[leftChildIndex] > arr[rightChildIndex] ? leftChildIndex : rightChildIndex;
            // 父节点比最大的孩子都大，则不再用继续向下比较了
            if (arr[index] >= arr[maxChildIndex]) {
                break;
            }
            // 交换父节点和最大的孩子节点的值
            SortUtil.swap(maxChildIndex, index, arr);
            // index继续向下走
            index = maxChildIndex;
            leftChildIndex = 2 * index + 1;
            rightChildIndex = leftChildIndex + 1;
        }
    }

}
